(57)【要約】【課題】  １芯光ケーブルを用いた光通信システムの端末において２芯光ケーブル用の光通信モジュールを使用可能にする光通信用１芯／２芯変換アダプタを提供する。【解決手段】  この光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０は、一芯光ケーブル１について光ビームの入力及び出力の少なくとも一方を行いかつ異なる波長の光ビームの分離及び合波の少なくとも一方を行う分光素子３と、一対の光ファイバ５，６を保持する２芯フェルール４と、２芯フェルールからの各光ファイバとそれぞれ接続する一対の光レセプタクル７，８と、を備え、分光素子と２芯フェルールとの間に第１の光路が２芯フェルールの一方と対応して形成され第２の光路が２芯フェルールの他方と対応して形成され、第１の光路、第２の光路及び各光ファイバを通して一芯光ケーブルと一対の光レセプタクルとを接続する。【選択図】  図１
2005157020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一芯光ケーブルについて光ビームの入力及び出力の少なくとも一方を行いかつ異なる波長の光ビームの分離及び合波の少なくとも一方を行うフィルタ部と、
一対の光ファイバを保持する２芯フェルールと、
前記２芯フェルールからの前記各光ファイバとそれぞれ接続する一対の光レセプタクルと、を備え、
前記フィルタ部と前記２芯フェルールとの間に第１の光路が前記２芯フェルールの一方と対応して形成されるとともに第２の光路が前記２芯フェルールの他方と対応して形成され、
前記第１の光路、前記第２の光路及び前記各光ファイバを通して前記一芯光ケーブルと前記一対の光レセプタクルとを接続することを特徴とする光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項２】
前記一対の光レセプタクルを外部の２芯光ケーブル用光通信モジュールの光ファイバコネクタと接続可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項３】
前記２芯フェルールの一端面に前記各光ファイバの各端部が露出し、前記各端部と前記フィルタ部との間に前記第１の光路及び前記第２の光路が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項４】
前記フィルタ部がグレーティングによる分光素子を備えることを特徴とする請求項１，２または３に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項５】
前記第１の光路及び前記第２の光路は、前記分光素子と前記２芯フェルールとの間の空間に形成されることを特徴とする請求項４に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項６】
前記フィルタ部は前記第１の光路及び前記第２の光路を通して前記各光ファイバの各端部に集光するようなレンズを備えることを特徴とする請求項５に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項７】
前記分光素子と前記２芯フェルールとの間にグリンレンズを配置し、前記グリンレンズに前記第１の光路及び前記第２の光路が形成されることを特徴とする請求項４に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項８】
前記第１の光路を通過する光ビームと、この光ビームと波長の異なる前記第２の光路を通過する光ビームとが前記光ファイバの出力及び入力に別々に割り振られ双方向の光通信が可能なように構成したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項９】
前記第１の光路を通過する光ビームと、この光ビームと波長の異なる前記第２の光路を通る光ビームとが前記光ファイバの出力または入力に向けられ一方向の光通信が可能なように構成したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光通信用１芯／２芯変換アダプタと、２芯光ケーブル用光通信モジュールと、を備えることを特徴とする光通信用モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１芯光ケーブルを用いた光通信システムにおいて従来の２芯光ケーブル用の光送受信モジュールを使用可能にした光通信用１芯／２芯変換アダプタ及び光通信用モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ファイバ等による加入者系光通信システムは、例えば図４（ａ）のように、通信事業者局２１０と各加入者２１１との間に２芯の光ファイバ２３０が延びている（下記非特許文献１参照）。２芯の光ファイバ２３０は、送信用光ファイバ２３１と受信用光ファイバ２３２との２芯光ファイバから構成され、例えば、送信用光ファイバ２３１と受信用光ファイバ２３２とにより１．３μｍの波長の光で上り・下りの双方の光信号をそれぞれ伝送するようになっている。
【０００３】
例えば、各加入者２１１には、図５のような光信号の送信・受信のための２芯光ケーブル用の光送受信モジュール２４０が設置され、この光送受信モジュール２４０に２芯の光ファイバ２３０の端末が接続される。即ち、光送受信モジュール２４０の送信・受信の１対の別々のコネクタ端子２３３，２３４に、２芯光ファイバ２３０の送信用光ファイバ２３１と受信用光ファイバ２３２とが接続される。送信コネクタ端子２３３にはレーザダイオード等の発光素子が配置され、受信コネクタ端子２３４にはフォトダイオードのような受光素子が配置される。このような光送受信モジュール２４０は、送信・受信のための構成が簡単であり、性能的にも優れている。
【０００４】
一方、図４（ａ），図５の光通信システムでは、通信の上り・下りに光ファイバが２本必要なため距離が長くなると、設置のためのコストが大幅に増大する問題が発生したため、近年、光ファイバの有効利用等の観点から１芯光ケーブルでの双方向波長多重伝送が提案されている。例えば、図４（ｂ）のように、通信事業者局２１０と各加入者２１１との間に１芯の光ファイバ２５０が延びており、１芯の光ファイバ２５０は、例えば、１．３μｍの波長の光で上りの光信号を、１．５μｍの波長の光で下りの光信号を伝送するようになっている（下記非特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、図４（ａ）のような２芯光ケーブルによる光通信システムによれば、例えば、加入者２１１において図５のような光送受信モジュール２４０では波長の異なる光信号を分離・合波できず、別途新たな光送受信モジュールが必要となってしまう。
【特許文献１】特開平８−１８５１３号公報
【特許文献２】特開平５−２４１０４９号公報
【非特許文献１】光デバイス精密加工ハンドブック増補改訂版、７３７〜７３８頁、オプトニクス社、平成１５年７月２３日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、１芯光ケーブルを用いた光通信システムの端末において２芯光ケーブル用の光通信モジュールを使用可能にする光通信用１芯／２芯変換アダプタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による光通信用１芯／２芯変換アダプタは、一芯光ケーブルについて光ビームの入力及び出力の少なくとも一方を行いかつ異なる波長の光ビームの分離及び合波の少なくとも一方を行うフィルタ部と、一対の光ファイバを保持する２芯フェルールと、前記２芯フェルールからの前記各光ファイバとそれぞれ接続する一対の光レセプタクルと、を備え、前記フィルタ部と前記２芯フェルールとの間に第１の光路が前記２芯フェルールの一方と対応して形成されるとともに第２の光路が前記２芯フェルールの他方と対応して形成され、前記第１の光路、前記第２の光路及び前記各光ファイバを通して前記一芯光ケーブルと前記一対の光レセプタクルとを接続することを特徴とする。
【０００８】
この光通信用１芯／２芯変換アダプタによれば、異なる波長の光ビームを第１の光路、第２の光路及び２芯フェルールを介して別々に入射及び／又は出射させ、各光ファイバを通して各光レセプタクルで出力及び／又は入力させることで一芯光ケーブルと一対の光レセプタクルとを接続できるので、１芯光ケーブルを用いた光通信システムの端末において２芯光ケーブル用の光通信モジュールを使用できるようになる。
【０００９】
上記光通信用１芯／２芯変換アダプタにおいて前記一対の光レセプタクルを外部の２芯光ケーブル用光通信モジュールの光ファイバコネクタと接続可能に構成できる。
【００１０】
また、前記２芯フェルールの一端面に前記各光ファイバの各端部が露出し、前記各端部と前記フィルタ部との間に前記第１の光路及び前記第２の光路が形成されるように構成することが好ましい。
【００１１】
また、前記フィルタ部がグレーティングによる分光素子を備えることが好ましい。この場合、例えば、第１の光路を０次光が通過し、第２の光路を分光素子により回折された１次（または２次以上）の回折光が通過するように構成できる。
【００１２】
また、前記第１の光路及び前記第２の光路は、前記分光素子と前記２芯フェルールとの間の空間に形成されるように構成できる。
【００１３】
また、前記フィルタ部は前記第１の光路及び前記第２の光路を通して前記各光ファイバの各端部に集光するようなレンズを備えるようにできる。なお、このレンズに前記分光素子のためのグレーティングを形成してもよい。
【００１４】
また、前記分光素子と前記２芯フェルールとの間にグリン（ＧＲＩＮ）レンズを配置し、前記グリンレンズに前記第１の光路及び前記第２の光路が形成されるように構成してもよい。
【００１５】
また、前記第１の光路を通過する光ビームと、この光ビームと波長の異なる前記第２の光路を通過する光ビームとが前記光ファイバの出力及び入力に別々に割り振られ双方向の光通信が可能なように構成できる。これにより、１芯光ケーブルを用いた光双方向通信システムの端末において双方向通信用に２芯光ケーブル用の光通信モジュールを使用できる。
【００１６】
また、前記第１の光路を通過する光ビームと、この光ビームと波長の異なる前記第２の光路を通る光ビームとが前記光ファイバの出力または入力に向けられ一方向の光通信が可能なように構成できる。これにより、１芯光ケーブルを用いた光通信システムにおいて受信専用または送信専用に２芯光ケーブル用の光通信モジュールを使用できる。
【００１７】
本発明による光通信用モジュールは、上述の光通信用１芯／２芯変換アダプタと、２芯光ケーブル用光通信モジュールと、を備えることを特徴とする。これにより、１芯光ケーブルを用いた光通信システムで２芯光ケーブル用の光通信モジュールを使用しながら光通信が可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光通信用１芯／２芯変換アダプタによれば、１芯光ケーブルを用いた光通信システムの端末において２芯光ケーブル用の光通信モジュールを使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
〈第１の実施の形態〉
【００２１】
図１は第１の実施の形態による光通信用１芯／２芯変換アダプタを概略的に示す図である。図２は図１の２芯フェルールの一方の端面を示す斜視図である。図３は図１の光通信用１芯／２芯変換アダプタを２芯光送受信モジュールに接続することで１芯用光双方向モジュールに構成した例を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０は、回折格子の形成された回折面３ａを有する分光素子３と、分光素子３の近傍に配置され光ファイバ５、６を内部に貫通して保持する２芯フェルール４と、２芯フェルール４からの光ファイバ５を保持する出力光レセプタクル７と、２芯フェルール４からの光ファイバ６を保持する入力光レセプタクル８と、を備える。
【００２３】
光ファイバ５、６は、２芯フェルール４の端面４ａで光ファイバ５、６の端面５ａ、６ａが露出し、２芯フェルール４の内部に貫通して反対側の端面４ｂから延びて一対の出力・入力光レセプタクル７、８で外部の光ファイバと接続されて光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０の外部と接続されるようになっている。
【００２４】
なお、図２の端面４ａにおける光ファイバ５，６の端面５ａ、６ａ間の中心距離が例えば約２５０μｍの市販の２芯フェルールを使用することで、両者間のクロストークを防止できる。
【００２５】
図１の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０には１芯の光ファイバ１が光ファイバ保持部２を介して接続されており、光ファイバ１が分光素子３に対し異なる波長の光ビームの入力及び出力ができるようになっている。分光素子３は、回折面３ａで波長の異なる光ビームを分離し合波する分光フィルタ機能と、集光レンズ機能とを有し、回折面３ａは分光素子３の２芯フェルール４側のレンズ面に形成されている。
【００２６】
図１，図２のように、入力光レセプタクル８の光ファイバ６に入力した波長λ０の光ビームｂ０が２芯フェルール４の端面４ａに露出した光ファイバ６の端面６ａから分光素子３に出射し、分光素子３を透過し分光素子３で集光されて回折せずに０次光となって光ファイバ１に入力する。このように、光ファイバ６の端面６ａと分光素子３との間に第１の光路が形成される。
【００２７】
一方、光ファイバ１から入力した波長λ０と異なる波長λ１の光ビームは分光素子３の回折面３ａで回折され分光素子３で集光されて１次回折光ｂ１となって屈折し２芯フェルール４の端面４ａに露出した光ファイバ５の端面５ａに入射し、出力光レセプタクル７の光ファイバ５から外部に出力する。このように、光ファイバ５の端面５ａと分光素子３との間に第２の光路が形成される。
【００２８】
図１の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０では、分光素子３と２芯フェルール４の一方の光ファイバ端面６ａとの間で光ビーム（０次光）ｂ０を結合させ、分光素子３と２芯フェルール４の他方の光ファイバ端面５ａとの間で１次回折光ｂ１を結合させ、光ファイバ１に対し上り・下りに波長λ０の０次光ｂ０と、波長λ１の１次回折光ｂ１とを割り振っている。
【００２９】
上述のように、異なる波長の光ビームｂ０，ｂ１を第１の光路、第２の光路及び２芯フェルール４を介して別々に入射・出射させ、各光ファイバ５，６を通して各光レセプタクル７，８で出力・入力させることで一芯光ケーブル１と一対の光レセプタクル７，８とを接続できる。
【００３０】
図３のように、上述の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０は、例えば図４のような従来の２芯光送受信モジュール２４０に接続することで１芯用光双方向モジュール２０を構成することができる。
【００３１】
即ち、１芯用光双方向モジュール２０は、光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０の出力光レセプタクル７で保持された光ファイバ５が２芯光送受信モジュール２４０内で送信コネクタ端子２３３に接続される一方、入力光レセプタクル８で保持された光ファイバ６が２芯光送受信モジュール２４０内の受信コネクタ端子２３４に接続されるようにして構成される。
【００３２】
以上のように１芯用光双方向モジュール２０によれば、光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０に接続された１芯の光ファイバ１と２芯光送受信モジュール２４０とを光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０を介して接続することができる。
【００３３】
図１，図２の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０によれば、異なる波長の光ビームｂ０，ｂ１を分光素子３と２芯フェルール４との間で各光ファイバ端面５ａ、６ａに別々に入射させ出射させて各光レセプタクル７、８で出力・入力させることができる。このため、図３の１芯用光双方向モジュール２０によれば、一対の光レセプタクル７、８で保持される光ファイバ５，６と２芯光ケーブル用の光送受信モジュール２４０の各コネクタ端子２３３，２３４とを接続することで、２芯光ケーブル用の光送受信モジュール２４０を１芯光ケーブルによる双方向波長多重伝送による光双方向通信システムの端末において使用できる。
【００３４】
以上のようにして、送信・受信のための構成が簡単であり性能的に優れ廉価な２芯光ケーブル用の光送受信モジュール２４０を、光ファイバの使用量が２芯の光通信システムに比べて半分で済む１芯光ケーブルによる光双方向通信システムの端末に用いることができるので、１芯用光双方向モジュール２０をコスト的に有利に構成できるとともに光双方向通信システムの光ファイバ設置もコスト減を実現できる。
【００３５】
〈第２の実施の形態〉
【００３６】
図６は第２の実施の形態による光通信用１芯／２芯変換アダプタを概略的に示す図である。図６の光通信用１芯／２芯変換アダプタは分光素子と図１，図２の２芯フェルールとの間にグリンレンズを配置したものである。
【００３７】
図６の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０’は、第１のグリンレンズ１１と、第２のグリンレンズ１２と、第１のグリンレンズ１２と第２のグリンレンズ１２との間に配置され回折格子の形成された回折面１３ａを有する分光素子１３と、図１、図２と同様の２芯フェルール４と、２芯フェルール４からの光ファイバ５を保持する出力光レセプタクル７と、２芯フェルール４からの光ファイバ６を保持する入力光レセプタクル８と、を備える。
【００３８】
光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０’には１芯の光ファイバ１が光ファイバ保持部２を介して接続されており、光ファイバ１と第１のグリンレンズ１１とが異なる波長の光ビームの入力及び出力ができるように接続されている。
【００３９】
ここで、グリン(GRIN(Gradient Index))レンズとは、光線をレンズ媒質内で放物線状に屈折させるレンズであり、端側で自己収束する結像作用を有し、波長により結像点が異なる。
【００４０】
第１のグリンレンズ１１は、光ファイバ１に近接する端面で光ビームを収束し、分光素子１３に近接する端面に向けて放物線状に拡がるように配置されている。
【００４１】
第２のグリンレンズ１２は、２芯フェルール４の端面４ａに近接する端面１２ａから分光素子１３の回折面３ａに近接する端面に向けて放物線状に拡がるように配置されており、２芯フェルール４側の端面１２ａで異なる波長の光ビームが別々の結像点に収束されるようになっている。このようにして、第２のグリンレンズ１２内には、異なる波長の光ビームが通過する第１の光路１２ｂと第２の光路１２ｃとが形成される。
【００４２】
第２のグリンレンズ１２は、図２の２芯フェルール４の端面４ａに露出した光ファイバ５、６の端面５ａ、６ａに対し、端面１２ａにおける第１の光路１２ｂの結像点と第２の光路１２ｃの結像点とがそれぞれ対応し、光ビームが入射・出射するようになっている。
【００４３】
図６のように、入力光レセプタクル８の光ファイバ６に入力した波長λ０の光ビームが、２芯フェルール４の端面４ａに露出した光ファイバ６の端面６ａ（図２）から第２のグリンレンズ１２に出射し、端面１２ａの結像点から入射し第１の光路１２ｂを通過して出射し、分光素子１３を透過して回折せずに０次光が第１のグリンレンズ１１に入射し収束され、その結像点で光ファイバ１に入力する。
【００４４】
一方、光ファイバ１から第１のグリンレンズ１１に入力した波長λ０と異なる波長λ１の光ビームが拡がって出射し、分光素子１３の回折面１３ａで回折されて１次回折光ｂ１となって第２のグリンレンズ１２に入射して第２の光路１２ｃを通過して収束され、端面１２ａの結像点で２芯フェルール４の端面４ａに露出した光ファイバ５の端面５ａ（図２）に入射し、出力光レセプタクル７の光ファイバ５から外部に出力する。
【００４５】
図６の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０’では、第２のグリンレンズ１２において分光素子１３と２芯フェルール４の一方の光ファイバ端面６ａとの間で光ビーム（０次光）を結合させ、分光素子１３と２芯フェルール４の他方の光ファイバ端面５ａとの間で１次回折光を結合させ、光ファイバ１に対し上り・下りに波長λ０の０次光と、波長λ１の１次回折光とを割り振っている。
【００４６】
上述のように、異なる波長の光ビームを第１の光路、第２の光路及び２芯フェルール４を介して別々に入射・出射させ、各光ファイバ５，６を通して各光レセプタクル７，８で出力・入力させることで一芯光ケーブル１と一対の光レセプタクル７，８とを接続できる。
【００４７】
図６の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０’によれば、異なる波長の光ビームを分光素子３と２芯フェルール４との間の第２のグリンレンズ１２で各光ファイバ端面５ａ、６ａに別々に入射させ出射させて各光レセプタクル７、８で出力・入力させることができる。このため、図３の１芯用光双方向モジュール２０に図６の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０’を設けることにより、一対の光レセプタクル７、８で保持される光ファイバ５，６と２芯光ケーブル用の光送受信モジュール２４０の各コネクタ端子２３３，２３４とを接続することで、２芯光ケーブル用の光送受信モジュール２４０を１芯光ケーブルによる双方向波長多重伝送による光双方向通信システムの端末において使用できる。
【００４８】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図１の分光素子３は、反対側のレンズ面に回折格子を設けてよく、また、両レンズ面に回折格子を形成してもよい。同様に、図６の分光素子１３は、反対側面に回折格子を設けてよく、また、両面に回折格子を形成してもよい。
【００４９】
また、図１，図６の光通信用１芯／２芯変換アダプタ１０，１０’は、光双方向通信用として説明したが、これに限定されずに、例えば、１芯の光ファイバ１を通して異なる波長の光ビームを受信し、分光素子で分離して各光レセプタクル７、８から出力するように、受信（下り）専用に構成してもよく、また、各光レセプタクル７、８から入力した異なる波長の光ビームを分光素子で合波して１芯の光ファイバ１を通して送信するように、送信（上り）専用に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１の実施の形態による光通信用１芯／２芯変換アダプタを概略的に示す図である。
【図２】図１の２芯フェルールの一方の端面を示す斜視図である。
【図３】図１の光通信用１芯／２芯変換アダプタを２芯光送受信モジュールに接続することで１芯用光双方向モジュールに構成した例を示す図である。
【図４】従来の２芯光ファイバを用いた光通信システムの例を概略的に示す図（ａ）及び１芯光ファイバを用いた光通信システムの例を概略的に示す図（ｂ）である。
【図５】図４の２芯光ファイバを用いた光通信システムの端末に配置される２芯光ケーブル用の光送受信モジュールの内部を示す図である。
【図６】第２の実施の形態による光通信用１芯／２芯変換アダプタを概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 光ファイバ
２ 光ファイバ保持部
３ 分光素子
３ａ 回折面
４ ２芯フェルール
４ａ ２芯フェルールの端面
４ｂ ２芯フェルールの反対側の端面
５，６ 光ファイバ
５ａ 光ファイバ５の端面
６ａ 光ファイバ６の端面
７ 出力フェルール
８ 入力フェルール
１０、１０’光通信用１芯／２芯変換アダプタ
２０ １芯用光双方向モジュール
１１ 第１のグリンレンズ
１２ 第２のグリンレンズ
１２ａ 端面
１２ｂ 第１の光路
１２ｃ 第２の光路
１３ 分光素子
２４０ ２芯光ケーブル用の光送受信モジュール
ｂ０  波長λ０の光ビーム（０次光）
ｂ１ 波長λ１の１次回折光
【図１】
2005157020.tif 000003
【図２】
2005157020.tif 000004
【図３】
2005157020.tif 000005
【図４】
2005157020.tif 000006
【図５】
2005157020.tif 000007
【図６】
2005157020.tif 000008